EP1614604A1 - Verfahren zum Umschalten von einem ersten zu einem zweiten Zugsicherungssystem - Google Patents

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EP1614604A1
EP1614604A1 EP04291710A EP04291710A EP1614604A1 EP 1614604 A1 EP1614604 A1 EP 1614604A1 EP 04291710 A EP04291710 A EP 04291710A EP 04291710 A EP04291710 A EP 04291710A EP 1614604 A1 EP1614604 A1 EP 1614604A1
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EP
European Patent Office
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protection system
train protection
signal
monitoring
train
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EP04291710A
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French (fr)
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Inventor
Erhard Kraft
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Alcatel Lucent SAS
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Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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Priority to CNB2005100829082A priority patent/CN100471740C/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/30—Trackside multiple control systems, e.g. switch-over between different systems
    • B61L27/33—Backup systems, e.g. switching when failures occur

Definitions

  • the invention relates to a method for switching from a first to a second train control system, and a switching device.
  • the inductive train protection system (Indusi) is known, which is currently used at DB AG, the inductive train protection system with the name PZB 90.
  • This train protection system consists of vehicle equipment and track facilities. It is used to monitor the driver for halting signals or to monitor the speed and the distance traveled.
  • ECS European Train Control System
  • the object of the present invention is to provide a method and a device with which an automatic switching is ensured and an operational switching is made possible.
  • This object is achieved by a method for switching from a first to a second train protection system in which a drive signal for the second train protection system is generated in response to signals transmitted by the first train protection system by a switching device, wherein the second train protection system at a shutdown or a failure the drive signal is activated.
  • a drive signal for the second train protection system is generated in response to signals transmitted by the first train protection system by a switching device, wherein the second train protection system at a shutdown or a failure the drive signal is activated.
  • the second train protection system is kept passive by the drive signal when the drive signal is generated, and the second train protection system is activated when no drive signal is generated or is present. It is conceivable, instead of activating or passivating the second train protection system dependent on the presence of the drive signal, to generate a drive signal with a first or second signal level, wherein the second train protection system is kept passive or activated depending on the signal level.
  • the second train protection system is kept passive via the drive signal (master-slave principle) as long as the switching device detects signals of a functioning first train protection system or receives such signals error-free or processed error-free and the second train protection system is activated when the switching device no signal of the functional first train protection system detects or receives faulty signals or processed incorrectly.
  • the second train protection system is automatically activated when there are doubts about the correct functioning of the first train protection system or the error-free data transmission.
  • no drive signal is generated when the signals for the switching device were turned off in the first train protection system for operational reasons, so received by the switching device no transmitted from the first train control system signals. This can a targeted operational switching from the first to the second train protection system done.
  • the first train protection system is used as master and the second train protection system is used as slave.
  • the second train protection system is only active when the drive signal is interrupted. This means that only in special exceptional cases both train protection systems can be active at the same time.
  • the second train protection system provides assurance of train continuity continuity since, if the first train protection system fails, a train protection system remains available. Since the second train protection system can be controlled by the first train protection system via the switching device, it can be provided that the second train protection system becomes active in the event of a component failure in the control path of the second train protection system, ie in particular the first train protection system, the signal transmission device or the switching device. This leads to a disclosure of the fault for the engine driver.
  • the drive signal for the second train protection system is generated by evaluating a first and a second enable signal (enable signal) of the first train monitoring system.
  • the determination of whether the first train protection system transmits faulty signals or that the signals have been corrupted during transmission must be clear and correct. Therefore, it is advantageous to use two signals. If the first or second enable signal is not received, this indicates that either a train protection device, such as the ETCS device, or the data line over which the enable signals are being transmitted is faulty. Since the data line can be part of the first train protection system and necessary for the proper functioning of the first train protection system, the second train protection system must be activated in this case as well.
  • the switching device releases, the output signals of the monitoring devices are logically linked and according to the result of the logical operation, that is to say for a given result of the logical operation, the drive signal is generated.
  • the first enable signal resets the first monitoring device.
  • the second enable signal the second monitoring device is reset.
  • the output signals of the two monitoring devices are linked together, for example, by an AND operator. Due to this combination, the drive signal, preferably a pulse width modulated (PBM) signal, generated, which is passed to the second train control system.
  • PBM pulse width modulated
  • the second train protection system detects this signal and turns passive.
  • the monitoring devices are timers, which must be reset by the release signals at regular intervals.
  • the regular provision is a sign that the first train protection system is active and operational. If one of the monitoring devices is not reset, this indicates a fault in the first train protection system, in particular in the first train protection device or in the data line between the first train protection device and the changeover device. In this case, the result of the logic operation changes and no drive signal is generated. When this condition occurs, the second train protection system is activated.
  • the first monitoring device activates the second monitoring device. This means that the second monitoring device can only be reset when the first monitoring device has been reset. By this measure, the reliability of the switching device is further increased.
  • the drive signal lags after a change in the result of the logic operation for a predetermined period of time. Since the second monitoring device can not be reset until it has been activated by the first monitoring device, a certain amount of time passes between the resetting of the first monitoring device and the second monitoring device. During this period, the result of the logic operation could change briefly. However, this must not lead to a change of the drive signal and to an activation of the second train control system. Therefore, it is provided that the drive signal lags after a predetermined period of time, which preferably corresponds approximately to the time delay between the reset of the first monitoring device and the second monitoring device.
  • the object is also achieved by a switching device, which is connected to a first and second train protection system in terms of data technology and has monitoring means for monitoring signals of the first train protection system and activates the second train protection system for a predetermined event.
  • the first train protection system at least partially comprises the data line to the switching device.
  • the data line can be designed in particular as a data bus, preferably as an MVB (Multifunction Vehicle Bus) or Profibus.
  • the event is an error in the first train protection system, an error in the signal transmission or the signal processing or the operational shutdown of the switching device driving signals into consideration.
  • the second train protection system which is only in a standby mode until then, is activated. This means a relapse to the safe side, in particular, this means that a train can be reliably forcibly braked by the first train control system (fault reaction) and the second train control system is actively switched.
  • the monitoring means comprise a first and a second monitoring device, which are respectively controlled by a first and a second enable signal of the first train monitoring system, wherein the output signals or monitoring devices are linked by a logical operator.
  • a signal generating device is connected to the logical operator.
  • the output signal of the logical operator directly for activation or deactivation of the second train protection system.
  • the use of a signal generating device has the advantage that a signal with a signal tracking can be generated. This means that the signal will be retained for some time, even if the output of the logical operator changes.
  • the signal generating device may be formed as an integrated circuit (IC).
  • first and the second monitoring device are connected to each other, wherein the first monitoring device with a time delay to receive the first enable signal, an activation signal transmitted to the second monitoring device.
  • a monitoring of the second monitoring device is realized by the first monitoring device. If one or both enable signals are not received, the output of the logical operator changes and thereby - possibly time-shifted - the drive signal. The error of one or both enable signals is therefore the default event that results in activation of the second train protection system.
  • the first train protection system has a data bus and the switching device can be connected to the data bus via an interface.
  • the switching device can be connected at different points to the data bus or to the first train protection system.
  • the first train protection system is designed as ETCS system and has a data bus and the second train protection system is designed as Indusi which is connected to the switching device, which in turn is connected via an interface to the data bus of the ETCS system.
  • the switching device according to the invention ensures that in case of failure of a component in the control path of the Indusi the drive signal, which may be formed as a PBM signal, fails and the Indusi becomes active. This means a relapse to the safe side.
  • a standard Indusi can be used without new development and approval.
  • the switching device can be realized with little development effort. It can easily be connected to the data bus via a standard interface.
  • the ETCS system acts as master and the indusi as slave.
  • the ETCS device uses the switching device to control the Indusi by means of an unmodulated PBM signal as a control signal. If the PBM signal is on (present), the Indusi is passive. If the PBM signal is switched off (ie it is not present), the Indusi is switched active.
  • the switching device according to the invention can therefore be used without changes to the Indusi / PZB90 or a new approval are necessary.
  • FIG. 1 shows a first train protection system 1 which comprises a data line 2 designed as a bus. To the data line 2 are connected via interfaces 3 to 5 different devices 6 to 8, wherein the devices For example, a locomotive controller, a display device or the like may be.
  • a second train protection system 9 Connected thereto is a second train protection system 9, which has software for processing the PWM signal.
  • the second train protection system 9 is designed as an Indusi and has an assembly Indea 10, which receives the PBM signal.
  • a first monitoring device 20 designed as a watchdog member receives a first enable signal (enable signal) and a second monitoring device 21 designed as a watchdog member receives a second enable signal (enable signal).
  • the first and second monitoring devices 20, 21 are connected by an activation line 22, via which the first monitoring device 20 can activate the second monitoring device 21.
  • the output signals of the first and second monitoring means 20, 21 are applied to an AND gate logic operator 23, which drives a signal generating means 24.
  • the signal generating means 24 By the signal generating means 24, a PBM signal is generated, which is given to the module Indea 10 when the logical operation by the logical operator 23 gives a logical 1.
  • the PBM signal is fed back to the interface 5.
  • the second train control system 9 is, as indicated by the arrow 25, via the interface 5 with the first train protection device 1 in combination.
  • a PBM signal is received by the second train protection device 9, it is in standby mode, i. not active. If the output signal of the logical operator 23 is a logical 0, no PBM signal is generated and the second train protection system 9 consequently assumes an active state.
  • Fig. 3 the operation of the switching device 8 is shown.
  • Triangle 30 resets monitoring device 20 a received first enable signal.
  • the reset state of the monitoring device 20 is indicated by the bold line 31.
  • the second monitoring device 21 also receives a second release signal. However, a reset of the second monitoring device 21 takes place only after a time delay to the resetting of the first monitoring device 20, which is indicated by the triangle 32. Only at this time was the second monitoring device 21 activated by the first monitoring device 20.
  • the reset state of the second monitoring device is indicated by the bold line 33. At the time of resetting of the second monitoring device 20, two signals of the "high" level are applied to the logical operator 23.
  • the output of the logical operator 23 is also at the logic level "high" and a PWM signal is generated by the signal generator 24, which is indicated by the reference numeral 34.
  • a PWM signal is generated by the signal generator 24, which is indicated by the reference numeral 34.
  • the first train protection system 1 If the first train protection system 1 is active, a first and second release signal is transmitted at regular intervals. Therefore, the first monitor 20 at location 35 and the second monitor 21 at location 36 are reset.
  • a signal follow-up is provided, which is indicated by the line 37. If no first release signal is received, for example because the first train protection system does not generate a release signal due to a defect or the data line is defective, the first monitoring device 20 is not reset, as indicated by the triangle 38.
  • a drive signal 34 for the second train control system in response to the first train protection system generated signals is generated by a switching device 8, a drive signal 34 for the second train control system, the second train control system is kept passive via the drive signal 34.
  • the second train protection system is activated when the switching device does not detect signals transmitted by the first train protection system.
  • the interruption of the signals can thus be carried out operationally by the first train control system or even in case of disturbances of the first train protection system or in case of disturbances of the transmission paths.
  • both train protection systems can be active.
  • Mutual influence in the sense of a Zwangsbremsausaimssverhi shore can not be done if both systems have different, uncoupled access to the emergency brake (main air line).
  • a fault detection by the engine driver (displays in the cab) is thus given and it can be operational reactions (Fahrdienstvorschriften) initiated.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Umschalten von einem ersten zu einem zweiten Zugsicherungssystem, bei dem in Abhängigkeit von durch das erste Zugsicherungssystem generierten Signale durch eine Umschalteinrichtung (8) ein Ansteuersignal für das zweite Zugsicherungssystem erzeugt wird, wird das zweite Zugsicherungssystem über das Ansteuersignal passiv gehalten. Das zweite Zugsicherungssystem wird aktiviert, wenn die Umschalteinrichtung keine durch das erste Zugsicherungssystem ausgesandte Signale detektiert. Die Unterbrechung der Signale kann somit betriebsmäßig durch das erste Zugsicherungssystem erfolgen oder auch bei Störungen des ersten Zugsicherungssystem oder bei Störungen der Übertragungswege. Somit wird bei einer betriebsmäßigen Umschaltung sicher gestellt, dass nicht beide Zugsicherungssysteme gleichzeitig aktiv sind und im Störungsfalle das Gesamtsystem (erstes und zweites Zugsicherungssystem) zur "sicheren" Seite aktiviert ist. Im Falle einer Störung des Übertragungsweges oder der Signalauswertung können beide Zugsicherungssysteme aktiv sein. Eine gegenseitige Beeinflussung im Sinne einer Zwangsbremsauslösungsverhinderung kann nicht erfolgen, sofern beide Systeme unterschiedliche, nicht gekoppelte Zugriffe zu der Zwangsbremse (Hauptluftleitung) haben. Eine Störungserkennung durch den Lokführer (Anzeigen im Führerstand) ist somit gegeben und es können betriebliche Reaktionen (Fahrdienstvorschriften) eingeleitet werden.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschalten von einem ersten zu einem zweiten Zugsicherungssystem, und eine Umschalteinrichtung.
  • Als Zugsicherungssystem ist das induktive Zugsicherungssystem (Indusi) bekannt, wobei derzeit bei der DB AG das induktive Zugsicherungssystem mit der Bezeichnung PZB 90 angewandt wird. Dieses Zugsicherungssystem besteht aus Fahrzeugeinrichtungen und Streckeneinrichtungen. Es dient zur Überwachung des Fahrers bei halt-zeigenden Signalen oder zur Überwachung der Geschwindigkeit und der zurückgelegten Strecke.
  • Das europäische Zugkontrollsystem ETCS (European Train Control System) ist ein von Indusi/PZB90 unabhängiges Zugsicherungssystem, das europaweit eingeführt wird.
  • Wenn beide Zugsicherungssysteme vorhanden sind, muss sichergestellt werden, dass nur eines der beiden aktiv ist, so dass sich die Zugsicherungssysteme nicht gegenseitig beeinflussen, beziehungsweise ausschließen. Weiterhin muss auf das Zugsicherungssystem Indusi/PZB90 umgeschaltet werden können, wenn das Fahrzeug oder die Lokomotive in einen Gleisbereich einfährt, der nur mit Indusi/PZB 90 ausgerüstet ist.
  • Es ist bekannt, an Ländergrenzen von dem Zugsicherungssystem Indusi auf das Zugsicherungssystem des jeweils anderen Landes umzuschalten.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen eine automatische Umschaltung sichergestellt und eine betriebsmäßige Umschaltung ermöglicht wird.
    • Gegenstand der Erfindung
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Umschalten von einem ersten zu einem zweiten Zugsicherungssystem, bei dem in Abhängigkeit von durch das erste Zugsicherungssystem gesendeten Signalen durch eine Umschalteinrichtung ein Ansteuersignal für das zweite Zugsicherungssystem erzeugt wird, wobei das zweite Zugsicherungssystem bei einer Abschaltung oder einem Ausfall des Ansteuersignals aktiviert wird. Dies bedeutet, dass das zweite Zugsicherungssystem durch das Ansteuersignal passiv gehalten wird, wenn das Ansteuerungssignal erzeugt wird, und das zweite Zugsicherungssystem aktiviert wird, wenn kein Ansteuersignal erzeugt wird bzw. vorhanden ist. Es ist denkbar, anstatt abhängig von dem Vorhandensein des Ansteuersignals das zweite Zugsicherungssystem zu aktivieren bzw. zu passivieren, ein Ansteuersignal mit einem ersten oder zweiten Signalpegel zu erzeugen, wobei abhängig vom Signalpegel das zweite Zugsicherungssystem passiv gehalten oder aktiviert wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Zugsicherungssystem über das Ansteuersignal passiv gehalten wird (Master-Slave-Prinzip), solange die Umschalteinrichtung Signale eines funktionsfähigen ersten Zugsicherungssystems detektiert beziehungsweise derartige Signale fehlerfrei empfängt oder fehlerfrei verarbeitet und das zweite Zugsicherungssystem aktiviert wird, wenn die Umschalteinrichtung kein Signal des funktionsfähigen ersten Zugsicherungssystems detektiert bzw. fehlerhafte Signale empfängt oder fehlerhaft verarbeitet. Dies bedeutet, dass das zweite Zugsicherungssystem automatisch aktiviert wird, wenn Zweifel an der fehlerfreien Funktionsweise des ersten Zugsicherungssystems oder der fehlerfreien Datenübertragung bestehen. Weiterhin ist es denkbar, dass kein Ansteuersignal erzeugt wird, wenn im ersten Zugsicherungssystem aus betrieblichen Gründen die Signale für die Umschalteinrichtung abgeschaltet wurden, also durch die Umschalteinrichtung keine vom ersten Zugsicherungssystem gesendeten Signale empfangen werden. Dadurch kann eine gezielte betriebsmäßige Umschaltung von dem ersten zu dem zweiten Zugsicherungssystem erfolgen. Dies bedeutet, dass das erste Zugsicherungssystem als Master verwendet wird und das zweite Zugsicherungssystem als Slave verwendet wird. Das zweite Zugsicherungssystem wird ausschließlich dann aktiv, wenn das Ansteuersignal unterbrochen wird. Dies bedeutet, dass nur in besonderen Ausnahmefällen beide Zugsicherungssysteme gleichzeitig aktiv sein können. Weiterhin stellt das zweite Zugsicherungssystem eine Sicherung der Kontinuität der Zugsicherung dar, da bei einem Ausfall des ersten Zugsicherungssystems weiterhin ein Zugsicherungssystem zur Verfügung steht. Da das zweite Zugsicherungssystem von dem ersten Zugsicherungssystem über die Umschalteinrichtung angesteuert werden kann, kann vorgesehen sein, dass beim Ausfall einer Komponente in der Ansteuerstrecke des zweiten Zugsicherungssystems, also insbesondere des ersten Zugsicherungssystems, der Signalübertragungseinrichtung oder der Umschalteinrichtung, das zweite Zugsicherungssystem aktiv wird. Dies führt zu einer Offenlegung der Störung für den Lokführer.
  • Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass das Ansteuersignal für das zweite Zugsicherungssystem erzeugt wird, indem ein erstes und ein zweites Freigabesignal (Enablesignal) des ersten Zugüberwachungssystems ausgewertet werden. Die Feststellung, ob das erste Zugsicherungssystem fehlerhafte Signale sendet oder die Signale während der Übertragung verfälscht wurden, muss eindeutig und einwandfrei erfolgen. Deshalb ist es vorteilhaft, zwei Signale zu verwenden. Wenn das erste oder zweite Freigabesignal nicht empfangen wird, deutet dies darauf hin, dass entweder ein Zugsicherungsgerät, z.B. das ETCS-Gerät, oder die Datenleitung, über die die Freigabesignale übertragen werden, fehlerhaft ist. Da die Datenleitung Bestandteil des ersten Zugsicherungssystems sein kann und zur einwandfreien Funktion des ersten Zugsicherungssystems notwendig ist, muss auch in diesem Fall das zweite Zugsicherungssystem aktiviert werden. Sollten dennoch beide Zugsicherungssysteme aktiv werden, beispielsweise weil Störungen der Datenleitung, der Umschalteinrichtung oder des Ansteuersignals vorliegen, und eine betriebliche Zwangsbremsung auslösen, erfolgt eine Systemreaktion zur "sicheren" Seite, d.h. es erfolgt in jedem Falle eine Zwangsbremsung des Fahrzeugs oder der Lokomotive. Die Zwangsbremsansteuerungen beider Systeme sind dabei vorteilhafterweise unabhängig voneinander.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das erste Freigabesignal eine erste Überwachungseinrichtung, insbesondere ein erstes Watchdog-Glied, und das zweite Freigabesignal eine zweite Überwachungseinrichtung, insbesondere ein zweites Watchdog-Glied, der Umschalteinrichtung freigibt, die Ausgangssignale der Überwachungseinrichtungen logisch verknüpft werden und entsprechend dem Ergebnis der logischen Verknüpfung, d.h bei einem vorgegebenen Ergebnis der logischen Verknüpfung, das Ansteuersignal erzeugt wird. Durch das erste Freigabesignal wird die erste Überwachungseinrichtung zurückgesetzt. Durch das zweite Freigabesignal wird die zweite Überwachungseinrichtung zurückgesetzt. Die Ausgangssignale der beiden Überwachungseinrichtungen werden beispielsweise durch einen UND-Operator miteinander verknüpft. Aufgrund dieser Verknüpfung wird das Ansteuersignal, vorzugsweise ein pulsbreitenmoduliertes (PBM)-Signal, erzeugt, das an das zweite Zugsicherungssystem übergeben wird. Das zweite Zugsicherungssystem detektiert dieses Signal und schaltet sich passiv. Die Überwachungseinrichtungen stellen dabei Zeitglieder dar, die durch die Freigabesignale in regelmäßigen Abständen zurückgestellt werden müssen. Die regelmäßige Rückstellung ist ein Zeichen dafür, dass das erste Zugsicherungssystem aktiv und einsatzbereit ist. Wird eine der Überwachungseinrichtungen nicht zurückgesetzt, deutet dies auf einen Fehler im ersten Zugsicherungssystem, insbesondere im ersten Zugsicherungsgerät oder in der Datenleitung zwischen dem ersten Zugsicherungsgerät und der Umschalteinrichtung, hin. In diesem Fall ändert sich das Ergebnis der logischen Verknüpfung und wird kein Ansteuersignal erzeugt. Wenn dieser Zustand eintritt, wird das zweite Zugsicherungssystem aktiviert.
  • Bei einer vorteilhaften Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass die erste Überwachungseinrichtung die zweite Überwachungseinrichtung aktiviert. Dies bedeutet, dass die zweite Überwachungseinrichtung nur zurückgestellt werden kann, wenn die erste Überwachungseinrichtung zurückgestellt wurde. Durch diese Maßnahme wird die Zuverlässigkeit der Umschalteinrichtung weiter erhöht.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ansteuersignal bei einer Änderung des Ergebnisses der logischen Verknüpfung für eine vorgegebene Zeitspanne nachläuft. Da die zweite Überwachungseinrichtung erst zurückgesetzt werden kann, wenn sie von der ersten Überwachungseinrichtung aktiviert wurde, vergeht eine gewisse Zeitspanne zwischen der Zurücksetzung der ersten Überwachungseinrichtung und der zweiten Überwachungseinrichtung. Während dieser Zeitspanne könnte sich das Ergebnis der logischen Verknüpfung kurzzeitig ändern. Dies darf jedoch nicht zu einer Änderung des Ansteuersignals und zu einer Aktivierung des zweiten Zugsicherungssystems führen. Deshalb ist vorgesehen, dass das Ansteuersignal eine vorgegebene Zeitspanne nachläuft, die vorzugsweise in etwa der Zeitverzögerung zwischen dem Rücksetzen der ersten Überwachungseinrichtung und der zweiten Überwachungseinrichtung entspricht.
  • Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Umschalteinrichtung, die mit einem ersten und zweiten Zugsicherungssystem datentechnisch verbunden ist und Überwachungsmittel zum Überwachen von Signalen des ersten Zugsicherungssystems aufweist und bei einem vorgegebenen Ereignis das zweite Zugsicherungssystem aktiviert. Dabei umfasst das erste Zugsicherungssystem zumindest teilweise die Datenleitung zu der Umschalteinrichtung. Die Datenleitung kann insbesondere als Datenbus, vorzugsweise als MVB (Multifunction Vehicle Bus) oder Profibus ausgebildet sein. Als Ereignis kommt ein Fehler im ersten Zugsicherungssystem, ein Fehler in der Signalübertragung bzw. der Signalverarbeitung oder die betriebsmäßige Abschaltung der die Umschalteinrichtung ansteuernden Signale in Betracht. Tritt demnach ein Fehler im ersten Zugsicherungssystem beziehungsweise in der Datenübermittlung auf, wird das zweite Zugsicherungssystem, das bis zu diesem Zeitpunkt nur in einem Standby-Modus ist, aktiviert. Dies bedeutet einen Rückfall auf die sichere Seite, insbesondere bedeutet dies, dass ein Zug zuverlässig durch das erste Zugsicherungssystem zwangsgebremst werden kann (Störungsreaktion) und das zweite Zugsicherungssystem aktiv geschaltet ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Überwachungsmittel eine erste und eine zweite Überwachungseinrichtung umfassen, die jeweils von einem ersten und einem zweiten Freigabesignal des ersten Zugüberwachungssystems angesteuert sind, wobei die Ausgangssignale oder Überwachungseinrichtungen durch einen logischen Operator verknüpft sind. Durch die Verknüpfung mit einem logischen Operator wird eine Redundanz geschaffen, so dass das zweite Zugsicherungssystem auf jeden Fall rechtzeitig und ausschließlich dann, wenn das vorgegebene Ereignis eingetreten ist, aktiviert wird.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn eine Signalerzeugungseinrichtung an den logischen Operator angeschlossen ist. Grundsätzlich ist es denkbar, das Ausgangssignal des logischen Operators direkt für eine Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung des zweiten Zugsicherungssystem zu verwenden. Die Verwendung einer Signalerzeugungseinrichtung hat jedoch den Vorteil, dass ein Signal mit einem Signalnachlauf erzeugt werden kann. Dies bedeutet, dass das Signal noch eine gewisse Zeit lang erhalten bleibt, auch wenn sich das Ausgangssignal des logischen Operators verändert. Die Signalerzeugungseinrichtung kann als integrierter Schaltkreis (IC) ausgebildet sein.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste und die zweite Überwachungseinrichtung miteinander in Verbindung stehen, wobei die erste Überwachungseinrichtung zeitversetzt zum Empfang des ersten Freigabesignals ein Aktivierungssignal an die zweite Überwachungseinrichtung übermittelt. Durch diese Maßnahme wird eine Überwachung der zweiten Überwachungseinrichtung durch die erste Überwachungseinrichtung realisiert. Wenn eines oder beide Freigabesignale nicht empfangen werden, ändert sich das Ausgangssignal des logischen Operators und dadurch - evtl. zeitversetzt - das Ansteuersignal. Das Fehler eines oder beider Freigabesignale ist daher das vorgegebene Ereignis, das zu einer Aktivierung des zweiten Zugsicherungssystems führt.
  • Vorteilhafterweise weist das erste Zugsicherungssystem einen Datenbus auf und ist die Umschalteinrichtung über eine Schnittstelle an den Datenbus anschließbar. Dies bedeutet, dass die Umschalteinrichtung an verschiedenen Stellen an den Datenbus beziehungsweise an das erste Zugsicherungssystem angeschlossen werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Zugsicherungssystem als ETCS-System ausgebildet ist und einen Datenbus aufweist und das zweite Zugsicherungssystem als Indusi ausgebildet ist, die an die Umschalteinrichtung angeschlossen ist, die wiederum über eine Schnittstelle an den Datenbus des ETCS-Systems angeschlossen ist. Die erfindungsgemäße Umschalteinrichtung stellt sicher, dass bei Ausfall einer Komponente in der Ansteuerungsstrecke der Indusi das Ansteuersignal, das als PBM-Signal ausgebildet sein kann, ausfällt und die Indusi aktiv wird. Dies bedeutet einen Rückfall auf die sichere Seite. Dabei kann eine Standard-Indusi ohne Neuentwicklung und Zulassung verwendet werden. Die Umschalteinrichtung kann mit geringem Entwicklungsaufwand realisiert werden. Sie kann problemlos über eine Standardschnittstelle an den Datenbus angeschlossen werden. Vorzugsweise agiert das ETCS-System als Master und die Indusi als Slave. Dabei erfolgt durch das ETCS-Gerät über die Umschalteinrichtung eine Ansteuerung der Indusi mittels eines unmodulierten PBM-Signals als Ansteuersignal. Ist das PBM-Signal eingeschaltet (vorhanden), ist die Indusi passiv. Wird das PBM-Signal ausgeschaltet (d.h. ist es nicht vorhanden), wird die Indusi aktiv geschaltet.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass die Verarbeitung von pulsbreitenmodulierten Signalen in der Indusi/PZB90 bereits integriert ist. Die erfindungsgemäße Umschalteinrichtung kann daher eingesetzt werden, ohne dass Änderungen an der Indusi/PZB90 oder eine Neuzulassung notwendig sind.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in der schematischen Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine stark schematisierte Darstellung zweier Zugsicherungssysteme und einer Umschalteinrichtung;
    Fig. 2
    die schematische Darstellung der Fig. 1 mit einer Detaildarstellung der Umschalteinrichtung;
    Fig. 3
    ein Diagramm zur Darstellung von Eingangs- und Ausgangssignalen der Umschalteinrichtung.
  • In der Fig. 1 ist ein erstes Zugsicherungssystem 1 dargestellt, das eine als Bus ausgebildete Datenleitung 2 umfasst. An die Datenleitung 2 sind über Schnittstellen 3 bis 5 unterschiedliche Geräte 6 bis 8 angeschlossen, wobei die Geräte beispielsweise eine Loksteuerung, eine Anzeigeeinrichtung oder dergleichen sein können. Das Gerät 8, das an die Schnittstelle 5 angeschlossen ist, ist als Umschalteinrichtung ausgebildet, die ein Watchdog-getriggertes PBM-Signal als Ansteuersignal ausgibt. Daran angeschlossen ist ein zweites Zugsicherungssystem 9, das eine Software zur Verarbeitung des PBM-Signals aufweist. Das zweite Zugsicherungssystem 9 ist als Indusi ausgebildet und weist eine Baugruppe Indea 10 auf, die das PBM-Signal empfängt.
  • In der Fig. 2 ist die Umschalteinrichtung 8 im Detail dargestellt. Über die Schnittstelle 5 erhält eine erste als Watchdog-Glied ausgebildete Überwachungseinrichtung 20 ein erstes Freigabesignal (Enable-Signal) und eine zweite als Watchdog-Glied ausgebildete Überwachungseinrichtung 21 ein zweites Freigabesignal (Enable-Signal). Die erste und zweite Überwachungseinrichtung 20, 21 sind durch eine Aktivierungsleitung 22 verbunden, über die die erste Überwachungseinrichtung 20 die zweite Überwachungseinrichtung 21 aktivieren kann. Die Ausgangssignale der ersten und zweiten Überwachungseinrichtung 20, 21 werden auf einen als UND-Gatter ausgebildeten logischen Operator 23 gegeben, der eine Signalerzeugungseinrichtung 24 ansteuert. Durch die Signalerzeugungseinrichtung 24 wird ein PBM-Signal erzeugt, das an die Baugruppe Indea 10 gegeben wird, wenn die logische Verknüpfung durch den logischen Operator 23 eine logische 1 ergibt. Außerdem wird das PBM-Signal auf die Schnittstelle 5 zurückgeführt. Auch das zweite Zugsicherungssystem 9 steht, was durch den Pfeil 25 angedeutet ist, über die Schnittstelle 5 mit der ersten Zugsicherungseinrichtung 1 in Verbindung. Wird ein solches PBM-Signal durch die zweite Zugsicherungseinrichtung 9 empfangen, ist diese im Standby-Modus, d.h. nicht aktiv. Ist das Ausgangssignal des logischen Operators 23 eine logische 0, wird kein PBM-Signal erzeugt und nimmt das zweite Zugsicherungssystem 9 demzufolge einen aktiven Zustand ein.
  • In Fig. 3 ist die Funktionsweise der Umschalteinrichtung 8 dargestellt. Beim Dreieck 30 erfolgt ein Zurücksetzen der Überwachungseinrichtung 20 aufgrund eines empfangenen ersten Freigabesignals. Der zurückgesetzte Zustand der Überwachungseinrichtung 20 wird durch die fette Linie 31 angedeutet. Auch die zweite Überwachungseinrichtung 21 empfängt ein zweites Freigabesignal. Ein Zurücksetzen der zweiten Überwachungseinrichtung 21 erfolgt jedoch erst zeitversetzt zu dem Zurücksetzen der ersten Überwachungseinrichtung 20, was durch das Dreieck 32 angedeutet ist. Erst zu diesem Zeitpunkt wurde die zweite Überwachungseinrichtung 21 durch die erste Überwachungseinrichtung 20 aktiviert. Der zurückgesetzte Zustand der zweiten Überwachungseinrichtung wird durch die fette Linie 33 angedeutet. Zum Zeitpunkt des Zurücksetzens der zweiten Überwachungseinrichtung 20 liegen an dem logischen Operator 23 zwei Signale des Pegels "high" an. Demzufolge ist der Ausgang des logischen Operators 23 ebenfalls auf dem logischen Pegel "high" und es wird ein PBM-Signal durch die Signalerzeugungseinrichtung 24 generiert, was durch die Bezugsziffer 34 angedeutet ist. Ist das erste Zugsicherungssystem 1 aktiv, so wird in regelmäßigen Abständen ein erstes und zweites Freigabesignal übermittelt. Deshalb wird die erste Überwachungseinrichtung 20 an der Stelle 35 und die zweite Überwachungseinrichtung 21 an der Stelle 36 zurückgesetzt. Um ein Ändern des das zweite Zugsicherungssystem 9 ansteuernden PBM-Signals zu verhindern, ist ein Signalnachlauf vorgesehen, was durch die Linie 37 angedeutet ist. Wird kein erstes Freigabesignal empfangen, beispielsweise weil das erste Zugsicherungssystem aufgrund eines Defekts kein Freigabesignal generiert oder die Datenleitung defekt ist, wird die erste Überwachungseinrichtung 20 nicht zurückgesetzt, was durch das Dreieck 38 angedeutet ist. Demzufolge erfolgt keine Freigabe der zweiten Überwachungseinrichtung, was durch das Dreieck 39 angedeutet ist. Nach Ablauf des Signalnachlaufs 40 wird daher auch das PBM-Signal an der Stelle 41 ausgeschaltet, so dass das zweite Zugsicherungssystem 9 aktiv wird. Dies würde auch geschehen, wenn zusätzlich oder alternativ das zweite Freigabesignal ausfällt.
  • Bei einem Verfahren zum Umschalten von einem ersten zu einem zweiten Zugsicherungssystem, bei dem in Abhängigkeit von durch das erste Zugsicherungssystem generierten Signale durch eine Umschalteinrichtung 8 ein Ansteuersignal 34 für das zweite Zugsicherungssystem erzeugt wird, wird das zweite Zugsicherungssystem über das Ansteuersignal 34 passiv gehalten. Das zweite Zugsicherungssystem wird aktiviert, wenn die Umschalteinrichtung keine durch das erste Zugsicherungssystem ausgesandte Signale detektiert. Die Unterbrechung der Signale kann somit betriebsmäßig durch das erste Zugsicherungssystem erfolgen oder auch bei Störungen des ersten Zugsicherungssystem oder bei Störungen der Übertragungswege. Somit wird bei einer betriebsmäßigen, d.h. extern gesteuerten gezielten Umschaltung sicher gestellt, dass nicht beide Zugsicherungssysteme gleichzeitig aktiv sind und im Störungsfalle das Gesamtsystem (erstes und zweites Zugsicherungssystem) zur "sicheren" Seite aktiviert ist. Im Falle einer Störung des Übertragungsweges oder der Signalauswertung können beide Zugsicherungssysteme aktiv sein. Eine gegenseitige Beeinflussung im Sinne einer Zwangsbremsauslösungsverhinderung kann nicht erfolgen, sofern beide Systeme unterschiedliche, nicht gekoppelte Zugriffe zu der Zwangsbremse (Hauptluftleitung) haben. Eine Störungserkennung durch den Lokführer (Anzeigen im Führerstand) ist somit gegeben und es können betriebliche Reaktionen (Fahrdienstvorschriften) eingeleitet werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Umschalten von einem ersten zu einem zweiten Zugsicherungssystem (1, 9), bei dem in Abhängigkeit von durch das erste Zugsicherungssystem (1) gesendeten Signalen durch eine Umschalteinrichtung (8) ein Ansteuersignal (34) für das zweite Zugsicherungssystem (9) erzeugt wird, wobei bei einer Abschaltung oder einem Ausfall des Ansteuersignals (34) das zweite Zugsicherungssystem (9) aktiviert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuersignal (34) erzeugt wird, indem ein erstes und ein zweites Freigabesignal des ersten Zugüberwachungssystems (1) ausgewertet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Freigabesignal eine erste Überwachungseinrichtung (20) und das zweite Freigabesignal eine zweite Überwachungseinrichtung (21) der Umschalteinrichtung (8) frei gibt, die Ausgangssignale der Überwachungseinrichtungen (20, 21) logisch verknüpft werden und entsprechend dem Ergebnis der logischen Verknüpfung das Ansteuersignal (34) erzeugt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Überwachungseinrichtung (20) die zweite Überwachungseinrichtung (21) aktiviert.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuersignal (34) bei einer Änderung des Ergebnis der logischen Verknüpfung für eine vorgegebene Zeitspanne nachläuft.
  6. Umschalteinrichtung (8), die mit einem ersten und zweiten Zugsicherungssystem (1, 9) datentechnisch verbunden ist und Überwachungsmittel zum Überwachen von Signalen des ersten Zugsicherungssystems (1) aufweist und bei einem vorgegebenen Ereignis das zweite Zugsicherungssystem (9) aktiviert.
  7. Umschalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel eine erste und eine zweite Überwachungseinrichtung (20, 21) umfassen, die jeweils von einem ersten und einem zweiten Freigabesignal des ersten Zugüberwachungssystems (1) angesteuert sind, wobei die Ausgangssignale der Überwachungseinrichtungen (20, 21) durch einen logischen Operator (23) verknüpft sind.
  8. Umschalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalerzeugungseinrichtung (24) an den logischen Operator (23) angeschlossen ist.
  9. Umschalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Überwachungseinrichtung (20, 21) miteinander in Verbindung stehen, wobei die erste Überwachungseinrichtung (20) zeitversetzt zum Empfang des ersten Freigabesignals ein Aktivierungssignal an die zweite Überwachungseinrichtung (21) übermittelt.
  10. Umschalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zugsicherungssystem (1) einen Datenbus (2) aufweist und die Umschalteinrichtung (8) über eine Schnittstelle (5) an den Datenbus (2) anschließbar ist.
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